[发明专利]用于优化可编程逻辑器件性能的装置和方法

说明书

本申请是申请日为2006年8月16日、中国申请号为 200610115765.5、发明名称为“用于优化可编程逻辑器件性能的装置和 方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的原理一般涉及对可编程逻辑器件(PLD)的性能进行优 化。更具体地，本发明涉及对功耗进行优化，并获得PLD功耗和操作 速度的最优水平。

背景技术

现代PLD在复杂度方面已经并且持续增加。典型的PLD包括数千 万个晶体管。一方面，PLD增加的复杂度改善了性能水平和提高了灵 活性。另一方面，PLD的复杂度和大量的晶体管已使器件的功耗增加。 随着器件尺寸降低到0.1微米以下，功率成为越来越重要的考虑因素。 随着PLD复杂度的增加，这种趋势将可能持续。

解决功耗问题的一个方法是降低芯片的供给电压(或称电源电 压)，但这项技术在PLD中吸引力较低，这是由于n型金属氧化物半 导体(NMOS)传输晶体管的阈值压降会导致相对严重的速度下降。 通过提升传输晶体管的栅极电压可克服这一限制，但这样做可能要消 耗额外的处理步骤来提供额外的氧化物厚度，还可能需要电荷泵 (charge pump)来供给额外电流。因此，为了获得所需的性能特性， 需要优化PLD的功耗。

发明内容

所公开的新原理涉及用于优化PLD中功耗的装置和方法。更具体 地，本发明的原理针对PLD中增加的或过多的功耗提供了解决方案。 在一个实施例中，PLD包括一对用户设计的电路，其使用PLD资源来 实现。电路由两个供给电压供电。更具体地，一个用户设计的电路被 配置成通过一个供给电压供电，而第二电路被配置成由第二供给电压 供电。至少一个供给电压由PLD计算机辅助设计(CAD)流程来确定， 上述PLD计算机辅助设计流程用于在PLD中实现用户设计。

在另一个实施例中，PLD包括一对用户设计电路，其使用PLD资 源来实现。电路由两个供给电压来供电。更具体地，一个用户设计的 电路被配置成通过一个供给电压供电，而第二电路被配置成由第二供 给电压来供电。供给电压彼此不同(一个供给电压低于另一个供给电 压)。

本发明的另一个方面涉及优化或降低PLD中功耗的方法。在一个 实施例中，一种通过使用PLD中的资源来实现电子电路的方法，该PLD 通过两个供给电压来供电，所述方法包括分配一个标称电平到所述供 给电压中的一个，比如说，第二供给电压。所述方法还包括执行用于 实现电子电路的PLD中的资源的放置和路由，以及确定符合电子电路 的时序规范的第二供给电压电平的值。

在另一个实施例中，一种通过使用PLD中的资源来实现电子电路 的方法，该PLD由两个供给电压供电，所述方法包括分配一个标称电 压到所述供给电压中的一个，比如说，第二供给电压。所述方法还包 括执行PLD中资源的放置，通过使用与第二供给电压电平对应的延迟 估计来优化该放置，以及确定符合电子电路的时序规范的第二供给电 压电平的值。

附图说明

附图仅仅示出了本发明的示例性实施例，不应被认为或解释为对 本发明范围的限制。从本发明的说明书中受益的本领域普通技术人员 应当意识到，所公开的发明原理可使它们获得其它的等效实施例。在 附图中，在多于一个的附图中使用的相同的标号表示相同、相似或等 同的功能、组件或块。

图1显示了根据本发明一个说明性实施例的PLD的总体方框图。

图2说明了根据本发明的一个示例性实施例的PLD的平面图。

图3描述了根据本发明的一个示例性实施例的PLD中的可编程逻 辑电路的一部分的方框图。

图4显示了根据本发明的一个示例性实施例的多供给电压PLD的 方框图。

图5说明了根据本发明的另一个示例性实施例的多供给电压PLD 的方框图。

图6描述了一种电路布局，其用于根据本发明的一个示例性实施 例的路由多路复用器和驱动器。

图7-10显示了根据本发明示例性实施例的电路布局，其使用供应 到PLD中LUT电路的多个供给电压。

图11说明了根据本发明的一个说明性实施例的、包括存储器电路 的PLD的一部分的电路布局，其由多个供给电压供电。

图12描述了根据本发明另一说明性实施例的、包括存储器电路的 PLD的一部分的电路布局，其由多个供给电压供电。